Lens Training

1、鏡頭基本參數(shù)鏡頭基本參數(shù)1、光圈（F）；2、焦距（f）；3、放大倍率（M）；4、景深（Depth of Field）。市場上常見鏡頭品牌市場上常見鏡頭品牌微距鏡頭微距鏡頭遠心鏡頭遠心鏡頭光圈（F）用于控制鏡頭通光量大小的裝置，類似人類的瞳孔，光圈越大，表示能進入的光越多，反之越少。鏡頭上都會標示最大光圈值，光圈值，是鏡頭的焦距/鏡頭通光直徑得出的相對值（相對孔徑的倒數(shù)）。例如針對50mm的標準鏡頭而言，最大的通光直徑為29.5mm，其最大光圈的計算值為50mm29.5mm=F1.7，這樣就能夠理解同一變焦鏡頭在不同的焦距下，雖然最大的通光直徑相同，但是換算之后其最大光圈是不同的。F值越大，光圈

2、越小，反之，F(xiàn)值越小，光圈越大。如標示值為1:1.8，表示該鏡頭的最大光圈值為1.8，而數(shù)字越小，代表大光圈，反之越小。圖示：不同F(xiàn)值所代表的光圈大小焦距（f）：光通過鏡頭后匯集的點，該點到鏡頭之間的距離稱為焦距。圖示：光通過凸透鏡聚焦于一點放大倍率（M）定義為影像與實體的比值。圖示：單鏡面的光學成像原理計算公式如下：解釋：其中M表示放大倍數(shù)，do代表物距，ho代表實體大小，而d1代表像距，h1代表影像大小。放大倍率 = CCD(橫向/縱向尺寸)/物體(橫向/縱向尺寸)景深（Depth of Field）：定義為能維持影像距焦的有效距離。想得到一張清晰的影像，影像需在距焦範圍內(nèi)，景深就是決定這

3、個範圍有多長。若發(fā)現(xiàn)取到的影像位于距焦區(qū)內(nèi)只有部分是保存清晰，可能使用的鏡頭景深過短，此時可將鏡頭光圈調(diào)小、或替換短焦聚的鏡頭，再不然就是將物距（do）拉長，透過這叁種調(diào)整方式都有機會改善景深不足的現(xiàn)象。圖示：調(diào)整光圈來改善景深 景深與鏡頭光圈、焦距、拍攝距離的關(guān)系光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大鏡頭焦距越長，景深越??；焦距越短，景深越大；距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。鏡頭一般鏡頭分類選完相機，接著需要挑選一顆適合影像系統(tǒng)的鏡頭，常見的鏡頭有兩類：1. CCTV Lens，2. Telecentric Lens；各類優(yōu)點在于，CCTV Lens鏡頭價格便宜且容易取得而 Tele

4、centric Lens 則是不需要調(diào)整光圈，取像品質(zhì)好，在有效的景深（DOF） 內(nèi)，既使晃動下還是能保持清晰的影像。 CCTV Lens Telecentric Lens 圖示：上圖為常見的鏡頭類型什么情況下可能會需要選用 CCTV 或 Telecentric 的鏡頭呢一般平面檢測項目，CCTV 鏡頭就足夠，但 CCTV 的鏡頭有個致命傷，那就是成像尺寸會受待測物距離鏡頭的位置會影響，下圖解釋使用CCTV 與 Telecentric 拍攝 45 度斜面所得到的影像差異若今天要檢測的項目與尺寸量測有關(guān)，而待測物體的外型又剛好較立體，此時就必須考慮使用Telecentric 鏡頭，在有效的景深內(nèi)

5、，不管物體遠近，拍攝到的影像尺寸會表現(xiàn)一致。圖示：不同類型鏡頭，會因距離鏡頭遠近所造成的像差另外，在選擇鏡頭時，可以注意一下規(guī)格書上是否有標示變形量 （Distortion），變形量越少，表示影像失真度越低，檢測的尺寸誤差就會越少。理想的取像畫面應該與待測物成比例，由于鏡頭本身有弧度，所以鏡頭中心點到周圍會產(chǎn)生些許的變形量，一般的 CCTV 鏡頭或多或少都會有輕微枕狀變形或桶狀變形，而好一點的鏡頭因鏡頭材質(zhì)與加工都比較優(yōu)良，所以變形量會降低不少。圖示：鏡頭失真造成的變形量 視覺集成的選型過程：相機 鏡頭 光源； 確認相機感光元件尺寸（不是像元數(shù)，因為500萬的CCD相機是2/3，如果是500萬

6、的CMOS可能只有1/2.5）：1/3, 1/2.5, 1/2, 1/1.8, 2/3, 1, 1.2,4/3；（備注：工業(yè)鏡頭芯片尺寸單位為inch，此處1英寸=16mm，而非25mm） 鏡頭接口：C，CS（可接5mm轉(zhuǎn)接環(huán)當C口鏡頭使用），F(xiàn) 視野要求(配合相機感光元尺寸得出放大倍率) 景深要求 所留的空間和機械尺寸（有的遠心鏡頭的尺寸和工作距離特別的大） 鏡頭選型要求再代入計算焦距f公式：f(焦距值）=M（放大倍率）*WD(工作距離）可以得到符合需求的鏡頭實際的焦距需大于該數(shù)值。市面上有多家鏡頭廠商都有提供鏡頭目錄或軟體查詢，只要將目前環(huán)境所需要的參數(shù)填入，便可快速找到適當?shù)溺R頭。舉例：

7、 CCD尺寸,2/3”對應尺寸：8.8x6.6mm 物體尺寸：8.8mmx3.3mm 工作距離：100mm 則焦距值f1=(8.8/8.8)x100mm=100mm（放大倍率M1=1X) f2=(6.6/3.3)x100mm=200mm (放大倍率M2=2X) 此時出現(xiàn)兩個焦距值，則我們?nèi)≥^小數(shù)值的，即合適焦距為f=100mm 焦距越小，鏡頭的張角越大，看到的視野也越大。 所以為了滿足看到全視野的物體，要選擇f1.鏡頭品牌品牌品牌價格價格國家國家OPTO-engineering中高，以遠心鏡頭和特殊鏡頭為主意大利Edmund中高，以鏡片為主，也做鏡頭美國Navitar中美國Schneider高

8、，微距鏡頭較多，F(xiàn)口鏡頭較多德國Zeiss高，民用為主，工用極少德國Schott-Motitex中，德國肖特收購了moritex（茉莉特）德國VST中高，國內(nèi)深圳的工廠生產(chǎn)的普通鏡頭相對較便宜日本Computar低，同型號幾乎市場最低價，基本到處可見日本Tamron中低，民用為主日本PENTAX中低日本視清視清VICO中低中國深圳燦瑞燦瑞Canrill中低中國深圳普密斯普密斯Pomes中低中國東莞微距鏡頭微距鏡頭是一種用作微距攝影的特殊鏡頭，主要用于拍攝十分細微的物體。為了對距離極近的被攝物也能正確對焦，微距鏡頭通常被設(shè)計為能夠拉伸得更長，以使光學中心盡可能遠離感光元件，同時在鏡片組的設(shè)計上，也必須注重于近距離下的變形與色差等的控制。大多數(shù)微距鏡頭的焦長都大于標準鏡頭。1、景深大2、景深范圍內(nèi)物像倍率不變。3、畸變低通常1%（全幅畫面）4、垂直成像時，無投影現(xiàn)象5.市場價格比較高遠心遠心鏡頭鏡頭物側(cè)遠心鏡頭：物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無限遠，稱之為：物方遠心光路。其作用